Genom att justera de fysikaliska egenskaperna hos en aluminiumlegering, kan man ge biltillverkarna möjligheter att välja det material som är optimerat för en lösning, användning eller funktion. Höghållfasta aluminiumlegeringar väljs därvid ofta i dag.

Företag som tillverkar slutprodukten (OEM) trycker på för lättare bilar, men med förbättrad passagerarsäkerhet och krockupptagningsförmåga. Detta kan man uppnå genom att gå över till lättmetaller t.ex aluminium i stället för stål, och genom att använda mindre materialmängd, det man kallar nedskalning. Eftersom förbättrade materialegenskaper behövs då man skalar ner t.ex en komponenttjocklek måste det material som används vara mer avancerat, dvs vara starkare. I termer av krock, måste materialet kunna motstå svår deformation utan att förlora möjligheten att absorbera energi.

Deformationsförlopp vid krock
Höghållfasta aluminiumlegeringar har specificerats för användning i bärande konstruktioner, vilka fått nya och högre hållfasthetskrav, såsom stötfångarsystem samt längs- och tvärgående trösklar. Materialleverantörer måste därför utveckla sina produkter för att uppnå dessa utmaningar, vilket innebär högre materialhållfasthet och anpassad krockdeformation.

Den vanligaste aluminiumlegeringen i bilar är 6000-serien (AlMgSi). Även 7000-serien (AlZnMg) används i viss utsträckning. Vanligtvis ger 7000-serien högre hållfasthet, men de uppvisar dock vissa nackdelar, såsom högre tillverkningskostnader, minskad termisk hållfasthet, känslighet för spänningskorrosionssprickning och skrotavskiljning vid återvinning.

Materialtillverkarna arbetar med att öka hållfastheten på 6000-seriens legeringar så att de kan uppnå samma hållfasthetsvärden som de i 7000-serien.

Sträck- och brotthållfasthet
OEM-företagen har definierat hållfasthetsklasser för sträck- och brotthållfastheten. Dessa kan sammanfattas som låghållfasta, medelhållfasta, höghållfasta och ultrahöghållfasta. Ju högre hållfasthetsklass och prestandanivå, desto högre process- och legeringskomplexitet.

Målet för OEM-företagen är att hitta den rätta hållfasthetsklassen och konstruktionslösningen för varje komponent som överensstämmer med deras hållfasthetskrav och energiabsorption samt prissätta den potentiella förtjänsten av nedskalningen då man går från en hållfasthetsklass till en annan. Målet för leverantörerna är att hitta den rätta legeringen och processen för respektive klass och komponent.

Duktila krocklegeringar
Aluminiumföretag, som t.ex Sapa, arbetar med att utveckla nya 6000-legeringar genom noggrann mikrostrukturdesign och processtyrning. Det finns nu duktila (sega) krocklegeringar, som kan användas där hög duktilitet och hög hållfasthet krävs för ett förbättrat deformationsuppträdande jämfört med standardlegeringar. Det finns också hög- och ultrahöghållfasta legeringar för användning där hållfastheten är viktigast.

Genom att justera de fysikaliska egenskaperna för metallen kan man ge biltillverkarna möjlighet att välja aluminiumlegeringar som är optimerade för den lösning som krävs avseende användningsområde och funktion.

Dela gärna artikeln

Fortsätt till Aluminium Scandinavia >